1.Анализ работы и структуры данной машины

1.1. Особенностей данной машины

Различают два режима работы двигателя: холостой ход, когда муфта сцепления выключена, и рабочий процесс при номинальной нагрузке, когда муфта сцепления включена и соединяет двигатель с остальными механизмами машины. Рабочий цикл в каждом цилиндре двигателя совершается за два оборота коленчатого вала и характеризуется индикаторными диаграммами, показывающими изменение давления газов в каждом цилиндре в зависимости от положения поршня при рабочем ходе и холостом ходе.

Данные для построения индикаторных диаграмм приведены в соответствующей таблице.

Основной механизм двигателя состоит из четырех кривошипно-ползунных механизмов, расположенных в параллельных плоскостях и приводимых в движение от одного коленчатого вала 1. Кривошипы механизмов I и IV совпадают по своему расположению, кривошипы механизмов II и III также совпадают, но по отношению к кривошипам механизмов I и IV повернуты на угол 180 градусов.

Рис. 3. Схема основного механизма двигателя и кулачкого механизма клапана.

1.2. Функциональная схема гусеничной машины

Разобравшись в строении гусеничной машины, мы можем построить следующую функциональную схему:

Рис. 4. Функциональная схема гусеничной машины.

2 . Проектирование основного механизма гусеничной машины и определения закона его движения

2.1 . Структурный анализ механизма

Необходимо спроектировать 9звенный рычажный механизм без избыточных связей. Для этого разобьем его на первичный механизм и четыре двухповодковые группы Ассура . Для того чтобы определить количество кинематических пар, класс которых нужно понизить, воспользуемся формулами, по которым определяется число избыточных связей на плоскости (𝑞_пл) и в пространстве (𝑞_пр):

𝑞_пл=𝑊₀+𝑊_м-𝑊_пл

𝑞_пр=𝑊₀+𝑊_м-𝑊_пр

Число подвижностей механизма на плоскости 𝑊_пл определим по формуле Чебышева:

𝑊_пл=3𝑛-2𝑝_Н-𝑝_в

Число подвижностей механизма в пространстве 𝑊_пр определим по формуле Сомова-Малышева:

𝑊_пр=6𝑛-5𝑝₁-4𝑝₂-3𝑝₃-2𝑝₄-𝑝₅

Рис.5.Определение подвижностей и избыточных связей первичной группы звеньев и групп Ассура.

Рис.6.Определение избыточных связей всего механизма.

2.2. Построение кинематической схемы механизма

Дано:

Находим:

Рис. 7. Кинематическая схема исследуемого механизма.

3. Определение кинематических передаточных функций за цикл работы механизма и построение графиков аналогов скоростей

Задачу о движении многозвенного механизма машины можно свести к рассмотрению движения условного звена – динамической модели машины. Соответственно, динамическая модель машины – это простейший механизм, состоящий из одного звена, образующего вращательную пару со стойкой, движение которого тождественно движению главного вала. По закону движения динамической модели можно найти законы движения остальных звеньев с помощью функций положения, аналогов скоростей и ускорений, полученных при предварительном кинематическом анализе механизма.

Для определения аналогов скоростей и ускорений воспользуемся математическими пакетами общего назначения программы MathCAD. Расчет аналогов скоростей (как и аналогов ускорений) проводят численным дифференцированием функций положения звеньев.

Полученные значения и графики приведены в Приложении 1.